光的干涉04資料

1、主要(zhyo)內(nèi)容19 麥克爾遜干涉儀 一基本構(gòu)造 二工作原理(yunl) 三應用110 法布里珀羅干涉儀 多光束干涉 一實驗裝置 二實驗原理 三光強計算 四. 極值條件共二十一頁邁克耳孫干涉儀至今仍是許多(xdu)光學儀器的核心。愛因斯坦： 我總認為邁克耳孫是科學中的藝術(shù)家，他的最大樂趣似乎來自實驗本身的優(yōu)美和所使用方法的精湛(jngzhn)，他從來不認為自己在科學上是個嚴格的”專家”，事實上的確不是，但始終是個藝術(shù)家。重要的物理思想巧妙的實驗構(gòu)思精湛的實驗技術(shù) 科學中的藝術(shù) 許多著名的實驗都堪稱科學中的藝術(shù)，如：全息照相實驗、吳健雄實驗、施蓋實驗等等。共二十一頁二 、工作(gngzu)原

2、理光束 a2和 a1發(fā)生(fshng)干涉 M2、M1平行 等傾條紋 M2、M1有小夾角 等厚條紋補償板作用：補償兩臂的附 加光程差。十字叉絲等厚條紋SM1M2G1G2EM2a1a1a2a2半透半反膜補償板反射鏡反射鏡光源觀測裝置虛薄膜共二十一頁邁克耳孫等傾干涉(gnsh)共二十一頁邁克耳孫等厚干涉(gnsh)共二十一頁 光程(un chn)差計算 M2M1為虛薄膜，n1=n2=1 光束(gungsh) a2和 a1無半波損失且入射角i1等于反射角i2 極值條件相長相消若M1平移h時光程差改變 2h干涉條紋移過N條共二十一頁干涉條紋(tio wn)和虛空氣膜的對應關(guān)系等傾和等厚干涉(gnsh)

3、共二十一頁三、應用(yngyng)： 測折射率： 測量(cling)微小位移ln光路a2中插入待測介質(zhì)，產(chǎn)生附加光程差由此可測折射率n 。以波長為尺度，可精確到 M1a2若相應移過 N 個條紋則應有注意 光通過介質(zhì)兩次共二十一頁用邁克耳孫干涉儀測氣流(qli)問題 能否根據(jù)上述干涉(gnsh)花樣描述氣流的分布狀況？共二十一頁110法布里珀羅干涉儀 為了得到十分狹窄、邊緣清晰、十分明亮的干涉條紋，采用位相差(xin ch)相同的多光束干涉系統(tǒng)。一、實驗(shyn)裝置面光源 s 放在透鏡L1的焦平面上 。接收屏s放在透鏡L2的焦平面上。透明板G1/G2，其相向的平面上渡有高反射膜，要求鍍膜表面

4、很平（與標準樣板的偏差不超過1/201/50波長）。不變，法布里珀羅標準具。改變，法布里珀羅標準干涉儀。共二十一頁法布里珀羅標準(biozhn)具的干涉花樣 光源 s發(fā)出的光在GG之間多次反射，透出的平行光在L2的焦平面(pngmin)上形成等傾干涉條紋共二十一頁hA0i1GGn2i2I3I1I1I2I2I3I11I22I33二、實驗(shyn)原理 設(shè)鍍銀(d yn)面的反射率為A則其折射率為I1（折）：I1（反）：I11（折）：I2（反）：I22（折）：共二十一頁G透射光I11I22I33I44 振 幅 透射光相互平行，通過L2在焦平面上形成薄膜干涉(gnsh)條紋。 兩束透射(tu sh

5、)光的位相差：位 相0I22 與 I11：I33 與 I11：I44 與 I11：若設(shè)I11位相為0，則I22位相為 ， I33位相為 ， 等比數(shù)列等差數(shù)列振幅 按等比數(shù)列減少，公比 位相 按等差數(shù)列增加，公差 結(jié)論與邁克耳孫干涉儀的完全相同。共二十一頁三、光強計算(j sun)多束透射光疊加的合振幅（計算過程(guchng)見附錄1-5）：愛里函數(shù)精細度，描述干涉條紋的細銳程度共二十一頁四、極值(j zh)條件時，振幅(zhnf)極大時，振幅極小可見度愈顯著由共二十一頁討論(toln) A與 的關(guān)系無論 如何，A幾乎不變時，A=Amax，稍有偏離(pinl)，A0。由 作愛里函數(shù)曲線亮條紋寬

6、度縱坐標為透射光干涉的相對光強暗條紋強度條紋的銳度和可見度！共二十一頁 改變(gibin)，不同波長的最大值出現(xiàn)在不同的方向，成為有色光譜。 與邁克耳孫干涉儀的比較(bjio) 相當于邁克耳孫等傾干涉，相鄰兩透射光的光程差表達式與邁克耳孫干涉儀的完全相同，所以條紋的形狀、間距、徑向分布很相似。相同點：不同點：邁克耳孫干涉儀為等振幅的雙光束干涉（為什么？）法布里珀羅干涉儀為振幅急劇減少的多光束干涉亮條紋極其細銳 復色光入射隨共二十一頁 應用(yngyng)研究(ynji)光譜線超精細結(jié)構(gòu)的工具激光諧振腔借用了其工作原理 （98%以上）時的情形各束透射光的振幅基本相等 AA0等振幅的多光束干涉，合

7、振幅為（計算過程見附錄1-6）：A0 每束光振幅N 光束總數(shù) 相鄰兩束光之間的位相差共二十一頁條件(tiojin)主最大的整數(shù)倍條件(tiojin)最小若j 取 0 或 N 的整數(shù)倍，則最小條件變成主最大條件由最小條件知，在相鄰兩主最大之間分布著 N-1 個最小相鄰兩最小之間為次最大（其條件見附錄1-6），在相鄰兩主最大之間分布著 N-2 個次最大 共二十一頁N/2/2N等于6時的等振幅多光束干涉(gnsh)光強分布曲線共二十一頁內(nèi)容摘要主要內(nèi)容。19 麥克爾遜干涉儀。110 法布里珀羅干涉儀 多光束干涉。我總認為邁克耳孫是科學中的藝術(shù)家，他的最大。重要的物理思想巧妙的實驗構(gòu)思。精湛的實驗技術(shù) 科學中的藝術(shù)。許多著名的實驗都堪稱科學中的藝術(shù)，如：全息。光束 a2和 a1發(fā)生干涉。 M2、M1平行 等傾條紋。 M2、M1有小夾角 等厚條紋。 光束 a2和 a1無半波損失且入射角i1等于反射角i2。若M1平移h時光程差改變